工业机器人技术课后题答案
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第一章课后习题：
3、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。
答：工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统。各部分之间的关系可由下图表明：
4、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工
作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端操作器)的开合自由度。
重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能
力, 可以用标准偏差这个统计量来表示, 它是衡量一列误差值的密集度(即重复度)。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的
集合, 也叫工作区域。
工作速度一般指工作时的最大稳定速度。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最
大质量。承载能力不仅指负载, 而且还包括了机器人末端操作器
的质量。
第二章课后习题：
1、
答：工业上的机器人的手一般称之为末端操作器, 它是机器人直接用于抓取和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、焊具、喷头等)进行操作的部件。具有模仿人手动作的功能, 并安装于机器人手臂的前端。大致可分为以下几类: (1) 夹钳式取料手；(2) 吸附式取料手；(3) 专用操作器及转换器；(4) 仿生多指灵巧手。
4、
答：R 关节是一种翻转(Roll) 关节。B 关节是一种折曲(Bend) 关节。Y 关节是一种偏转(Yaw) 关节。具有俯仰、偏转和翻转运动, 即RPY 运动。
5、
答：行走机构分为固定轨迹式和无固定轨迹式。无固定轨迹式又分为与地面连续接触（包括轮式和履带式）和与地面间断接触（步行式）。轮式在平地上行驶比较方便，履带式可以在泥泞道路上
和沙漠中行驶。步行式有很大的适应性, 尤其在有障碍物的通
道(如管道、台阶或楼梯)上或很难接近的工作场地更有优越性。
第三章课后习题：
1、点矢量v 为[10.00
变换：
20.00 30.00] T ，相对参考系作如下齐次坐标
0.866
A=
0.500 0.000 11.0
写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。
解：v，=Av= 0.866
0.500
0.000
0.500
0.866
0.000
0.000
0.000
1.000
11.0
3.0
9.0
1
10.00
20.00
30.00
1
9.66
= 19.32
39
1
属于复合变换：
旋转算子Rot （Z，30 ）= 0.866
0.5
0.5 0 0
0.866 0 0
0 1 0
0 0 1
平移算子Trans （11.0 ，-3.0 ，9.0 ）=
2、有一旋转变换，先绕固定坐标系Z0 轴转45 ，再绕其X 0 轴转30 ，最后绕其Y0轴转60 ，试求该齐次坐标变换矩阵。
解：齐次坐标变换矩阵R=Rot(Y ，60）Rot（X，30 ）Rot(Z ，45 ）
0.5 = 0
0.866
0 0 0.866
1 0
0 0.5
0 0
0 1 0
0 0 0.866
0 0 0.5
1 0 0
0.5
0.866
0 0.707
0 0.707
0 0
1 0
0.707 0 0
0.707 0 0
=
0 1 0
0 0 1
0.500 0.866 0.000 3.0
0.000 0.000 1.000 9.0
0 0 0 1
1 0 0 11.0
0 1 0 3.0
0 0 1 9.0
0 0 0 1
0.660 0.612 0.436 0
0.047 0.612 0.436 0
0.750 0 0.5 0 0.433 0
1
3、坐标系 {B} 起初与固定坐标系 {O} 相重合，现坐标系 {B} 绕 Z B 旋转 30 ， 然后绕旋转后的动坐标系的
X B 轴旋转 45， 试写出该
坐标系 {B} 的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。
1 0 解：起始矩阵： B=O=
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0 1
最后矩阵： B ′=Rot(Z ，30 ）Rot （ X ，45 ）=
0.866 0.353 0 0
4、如题图所示的二自由度平面机械手，关节 1 为转动关节，关
节变量为θ1；关节 2 为移动关节， 关节变量为 d 2。试：
（1） ）建立关节坐标系，并写出该机械手的运动方程式。 （2）
）按下列关节变量参数求出手部中心的位置值。
θ1 0 30 60 90 d 2/m
0.50
0.80
1.00
0.70
解：建立如图所示的坐标系
0.5 0.612 0.612 0
0 0.707 0.707 0 0
1